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2019-2020年高中物理 第1章《碰撞與動量守恒》復習課教案 粵教版選修3-5 一、教學目的 1、復習鞏固動量定理 2、復習鞏固應用動量守恒定律解答相關問題的基本思路和方法 3、掌握處理相對滑動問題的基本思路和方法 二、教學重點 1、 本節(jié)知識結構的建立 2、 物理情景分析和物理規(guī)律的選用 三、教學難點 物理情景分析和物理規(guī)律的選用 四、教學過程 本章知識結構 〖引導學生回顧本章內(nèi)容，建立相關知識網(wǎng)絡（見下表）〗 典型舉例 問題一：動量定理的應用 例1：質(zhì)量為m的鋼珠從高出沙坑表面H米處由靜止自由下落，不考慮空氣阻力，掉入沙坑后停止，如圖所示，已知鋼珠在沙坑中受到沙的平均阻力是f，則鋼珠在沙內(nèi)運動時間為多少？ H 分析：此題給學生后，先要引導學生分清兩個運動過程：一是在空氣中的自由落體運動，二是在沙坑中的減速運動。學生可能會想到應用牛頓運動定律和運動學公式進行分段求解，此時不急于否定學生的想法，應該給予肯定。在此基礎上，可以引導學生應用全過程動量定理來答題。然后學生自己思考討論，動手作答，老師給出答案。 設鋼珠在空中下落時間為t1，在沙坑中運動時間為t2，則： 在空中下落，有H=，得t1=, 對全過程有：mg(t1 ＋t2)－f t2=0－0 得： 動量和動量守恒定律 動量 沖量 動 量 守 恒 定 律 動量P=mv 描述物體運動狀態(tài)的狀態(tài)量，它與時刻相對應 矢量，與速度的方向相同 動量的變化△P=mv`－mv，是矢量 沖量I=Ft 描述力的時間積累效應，是過程量，它與時間相對應 矢量，它的方向由力的方向決定 動量定理 物體所受合力的沖量等于物體的動量變化，即I=ΔP 沖量是物體發(fā)生動量變化的原因，并且沖量是物體動量變化的量度 給出了沖量和動量變化間的互求關系 一個系統(tǒng)不受外力或者受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變 動 量 守 恒 條 件 系統(tǒng)不受外力或者受外力之和為零 系統(tǒng)受外力，但外力遠小于內(nèi)力 系統(tǒng)在某一個方向上所受的合外力為零，則這個方向上動量守恒 內(nèi)容 表 達形 式 鞏固：蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目。 一個質(zhì)量為60kg的運動員，從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處。已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為1.2s。若把在這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的作用力當作恒力處理，求此力的大小。(g=10m/s2) 〖學生自練，老師巡回輔導，給出答案，學生自評〗 m m m A A B P 例2：一根彈簧上端固定，下端系著質(zhì)量為m的物體A，物體A靜止時的位置為P處，再用細繩將質(zhì)量也為m的物體B掛在物體A的下面，平衡后將細繩剪斷，如果物體A回到P點處時的速率為V，此時物體B的下落速度大小為u，不計彈簧的質(zhì)量和空氣阻力，則這段時間里彈簧的彈力對物體A的沖量大小為多少？ 分析：引導學生分析，繩子剪斷后，B加速下降，A加速上升，當A回到P點時，A的速度達到最大值。尤其要強調(diào)的是本題中所求的是彈簧的彈力對物體A的沖量，所以要分析清楚A上升過程中A的受力情況。 解：取向上方向為正， 對B：－mgt=－mu 對A：I彈－mgt=mv 兩式聯(lián)立得I彈=m（v＋u） 問題二：動量守恒定律的應用 例3：質(zhì)量為 M的氣球上有一質(zhì)量為 m的猴子，氣球和猴子靜止在離地高為 h的空中。從氣球上放下一架不計質(zhì)量的軟梯，為使猴子沿軟梯安全滑至地面，則軟梯至少應為多長？ 分析：此題為前面習題課中出現(xiàn)過的人船模型，注意引導學生分析物理情景，合理選擇物理規(guī)律。 設下降過程中，氣球上升高度為H，由題意知猴子下落高度為h， 取猴子和氣球為系統(tǒng)，系統(tǒng)所受合外力為零，所以在豎直方向動量守恒，由動量守恒定律得：MH=mh，解得 所以軟梯長度至少為 例4：一質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平桌面上處于靜止狀態(tài)，一顆質(zhì)量為m的子彈以速度v0沿水平方向擊中木塊，并留在其中與木塊共同運動，則子彈對木塊的沖量大小是： A、mv0 ；B、 ；C、mv0－ ；D、mv0－ 分析：題中要求子彈對木塊的沖量大小，可以利用動量定理求解，即只需求出木塊獲得的動量大小即可。 對子彈和木塊所組成的系統(tǒng)，滿足動量守恒條件，根據(jù)動量守恒定律得： mv0=（M+m）v 解得：，由動量定理知子彈對木塊的沖量大小為 例5：傳送帶以V0=2m/s的水平速度，把質(zhì)量為m=20kg行李包送到原來靜止在光滑水平軌道上的質(zhì)量為M=30kg的長木板上。如果行李包與長木板之間的動摩擦因數(shù)為0.4，取g＝10m/s2，求： （1）行李包在長木板上滑行多長時間才能與小車保持相對靜止？ V0=2m/s V S1 S2 L N mg f （2）長木板至少多長才能使行李包不致滑出車外？ 分析：當行李包滑上木板上之后，在摩擦力作用下，行李包作勻減速運動，木板作勻加速運動，最后達到共同速度，設其共同速度為V。對行李包和長木板組成的系統(tǒng)，滿足動量守恒條件，根動量守恒定律有：mV0=（M+m）V，得共同速度為 （1）、對行李包，所受動摩擦力為f=mg，其加速度大小為a=g=4m/s2 其速度從V0=2m/s減至V=0.8m/s，所用時間為 (2)、由運動過程示意圖可知，木板滑動距離S1，行李包滑動距離S2及木板長度L間的幾何關系為 L= S2 －S1 對行李包： 對長木板： 得木板最小長度L= S2 －S1=0.3m ● 課堂小結: 應用動量守恒定律解題的一般步驟： 1．明確研究系統(tǒng)，判斷是否守恒； 2．選取正方向，明確作用前總動量和作用后總動量； 3．由動量守恒定律p前=p后列方程求解 五、作業(yè)：閱讀教材，復習鞏固。